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【摘 要】 本文以实践教学为基础,结合已有研究成果,探讨了世界民族音乐课程的教学设计与教学方法:多样性的教学方法:反观式教学法,参与式教学法,比较式教学法。以期推进世界民族音乐的教学质量的提高。
【关键词】 世界民族音乐;课程设计;教学方法
传授世界各地区各民族的音乐文化知识,是提高当代大学生人文素养和艺术素养的重要途径。世界民族音乐以尊重多元文化、拓展音乐的国际视野、提倡音乐文化认同为主旨。而关于该门课程的教学内容的传授方式、教学方法等仍有很大的思考空间。根据大学生的学习心理特点以及能引起他们对世界音乐文化的广泛兴趣,笔者采用了“专题讲授”、“课堂互动”相结合的教学方式和教学方法。本文以笔者近几年的教学实践为基础,结合既有的研究成果,对“世界民族音乐赏析”课程的课程设计与教学方法提出了一些自己的思考。
一、世界民族音乐课程设计
《世界民族音乐赏析》这门课程的总体设计主要分教学内容、教学程序与教学方式三个方面。
1、教学内容
在教学内容上,本课程选取了具有代表性特点的各国各地区优秀的民族音乐及其相关的自然生态环境、人文、历史与宗教等方面作为课程专题讲授的内容。例如,分章节介绍东亚的日本能乐、南亚的印度音乐、东南亚的印度尼西亚音乐、西亚的木卡姆音乐、非洲的鼓乐等。在介绍日本音乐时,可设专题:“移木接花,博采众长”等。因为日本有些乐器是从中国引进来的,所以便称为移木接花。在讲解印度音乐时,可设专题“色彩斑斓的编花织毯―印度乐音体系―拉格、塔拉”等。在讲述印度尼西亚原生态音乐时,可设专题:“色彩迷离,意象重叠―甘美兰音乐”等。
2、教学程序
“理论讲解”时,按照一般理论课讲解思路,(1)讲解一个地区的地域环境、风土人情、民俗风貌、社会习俗等,然后慢慢切入该地的典型音乐,实现理论教学从表象到本质的逐步推进,进而让学生慢慢体会到自然、地域、人与音乐之间的相互作用与关系;(2)“试听播放”融入典型事例讲解之中。在理论讲解过程中,抓住典型事例,直接切入典型音乐,加强学生对该地区音乐类型、音乐特点的认识。播放的音响、视频材料以“原生态”纪实材料为主,让学生更能直观的感受当地的音乐;(3)课堂表演,是本门课程教学过程中的重要环节。通过课堂表演,可以让学生更深入的了解一地的音乐,了解该地的文化。例如,在讲授东亚地区的日本和朝鲜传统音乐时,要求学生学习演唱日本民歌《樱花》、朝鲜民歌《阿里郎》。学生们也下了功夫通过网络在网上搜集相关的音频,寻找歌词学唱,有的学生还用汉语拼音标注歌词,有的学生则直接用日语演唱。不论哪种形式,能感受到他们在努力去参与,努力融入不同国度的音乐体验。在讲授蒙古音乐时,我邀请蒙古族同学来给大家讲解蒙古族习俗,使学生由局外到局内参与其中。(该学生为内蒙古锡林郭勒盟蒙古族)学跳蒙古舞基本手位动作硬腕“提、落”技巧,播放蒙古族欢快节奏的民歌,学生们跟随着音乐亲身体验表演。通过亲身的体验,增强对各民族音乐的学习和了解,建立多元音乐文化观,增进学生对世界各地传统音乐、民俗风情的了解,加深对环境,文化二者之间关系的了解和思考。从而使理性与感性的结合,更注重创造性、知识的综合性培养。
3、教学方式
本课程采用“专题讲授”、“课堂互动”相结合的授课形式:(1)“专题讲授”,笔者通过结合文化、当地风俗概况等对具有代表性的优秀民族音乐进行专题讲解,采用专题讲授方式,可以在较短时间内,对某地区民族音乐的经典作品进行概括总结而有效的教授;(2)“课堂互动”,则是通过在课堂上以歌唱、学跳舞蹈、问答等方式,引导学生体验当地特定的民族音乐风格。
二、多样性的教学方法
在教育部颁发的《外国民族音乐课程指导纲要》中,针对“世界民族音乐”课程提出新的教学理念,“即将理论与实践相结合在一起,也就是说将音乐和文化结合在一起,同时形成一种创造性思维和音乐审美上的相互促进,以及在基础性教学教育方法方面和学科知识传授方面之间的相互结合。”世界民族音乐课程本身具有超强的吸引力,从笔者近几年的教学情况来看,该课程一致广受学生的欢迎。但是,学生更多的是从感性方面去理解和了解该课程的,这是该课程所面临的一个问题。如何推进和引导学生对该课程的积极主动的学习和理性思考及运用,是一个非常重要的问题。笔者结合实践教学,参考既有研究成果,认为林芳芳所总结的教学法比较适用的。即反观式教学法、参与式教学法、比较式教学法。
1、反观式教学法
该教学法主要是针对学生的学习本门课程的视角及学生思考问题的方式所提出的。在音乐的教学中,学生对于某一种音乐的评价,往往是从自我以及既有知识的角度去认识和看待。用反观式教学法,就是引导学生跳出既有思维,跳出已有知识的窠臼,站在“对方”的角度去思考和认识不同地区的音乐。同时,再从自己的角度去评价“他人”所喜欢的音乐作品,实现“自我”和“他人”之间的思维转换,通过学生自身的双重身份的转换来感受不同的音乐,从而促进学生建立音乐文化的平等观念。例如,在讲授印度尼西亚甘美兰音乐时,由于甘美兰音乐较原生态一些,所以有些学生是不接受的,主观认为这样的音乐不动听,不具备审美价值。笔者在讲授时,会对该地区音乐进行客观的引导教学,以局内局外身份客观评价,不能因为当地音乐原始而排斥,也不能因为欧美音乐悦耳而推崇。应在客观角度进行欣赏和评价。从而建立多元文化观、平等价值观等。
2、参与式教学法
让学生参与到所讲授的知识内容中,是增强学生对于所学知识认识的一种重要途径。世界民族音乐课程更是具有先天优势。音乐不分国界,不分种族和语言。一段音乐,可以随时让学生去学习;一段舞蹈,也可以让学生跟着演练。参与式教学和实践教学在这里可以实现完美结合。实现师生互动,体味不同国家、民族的音乐文化,促进课堂气氛的活跃。这一方法也是笔者在课堂上经常采用到的。在课上教授过程中,设置一些表演环节,让学生们参与进来,你就是他们民族中的一员,在演唱和表演舞蹈的讲授中,要学生学会理解音乐和感受音乐。
3、比较式教学法
这一教学方法是推进学生理性认识该课程的初级手段,也是必要手段。有比较才有认识。世界民族音乐本身就拥有巨量的音乐信息,不同的音乐再同一课堂中展示,那么,这在客观上为学生比较各地的音乐提供了基础。在教学中,学生们通过将之前未接触过音乐品种,或者说是根本不熟悉的音乐品种,与自己所了解的音乐品种进行对比,加深学生对该音乐的认识。同时,加以教师深入浅出的讲解,进一步理清思路,使学生尽快理解音乐的内容。这样的做法会起到事半功倍的效果。例如,笔者在讲到东亚地区时,由于东亚音乐文化圈以琴瑟筝筑为乐器标识。日本、韩国、中国、蒙古的部分乐器形制及构造极其相似,那么在学习过程中,让学生们以类比的方式去进行比较。这样会让学生们对乐器更加加深印象。如日本的三味线和中国三弦的区分是怎样的?韩国的伽琴和中国古筝的区分?等等。在用这种比较式教学方法时,拓宽了学生们理解问题,学习知识的思路,以不同视角看待事物。
此外,鼓励学生结合所学进行再创作也是一种重要的教学方法。通过该方法,可以加深学生对世界民族音乐的认识,促进学生应用能力的提升。在学生的创作过程中,教师通过对“学生独立从事的世界民族音乐演唱、演奏和综合表演艺术活动的组织、引导和促进行为。”从而达到促进学生有效学习的目的。
三、结语
《世界民族音乐赏析》课程是让学生们了解世界各地文化、历史、风俗、音乐等。课程的设置具有生动性、互动性强,本文通过实践教学,总结经验,在结合已有研究成果的基础上,提出了一些关于本门课程教学的手段和方法,以期能够促进世界民族音乐赏析课程教学的进步,进而达到世界民族音乐赏析课程的教学目的。
【参考文献】
[1] 赵力.谈世界民族音乐欣赏与创作"之课程设计与教学实践.新课程研究,2010.183.
一、人类基因组计划与基因组学
在荣膺1962年诺贝尔生理学医学奖的沃森(JamesDeweyWatson)、克里克(FrancisHarryComp?tonCrick)和威尔金斯(MauriceHughFrederickWilkins),于1953年发现DNA双螺旋结构之后。相继于1958年和1980年罕见地两次荣获诺贝尔化学奖的桑格(FrederickSanger),先后完整定序了胰岛素的氨基酸序列和发明很重要的DNA测序方法,这些划时代的杰出成就于20世纪后半叶完全“打开了分子生物学、遗传学和基因组学研究领域的大门”。于是20世纪80年代形成了基因组学,在随后20世纪90年代人类基因组计划实施并取得很大进展后,基因组学取得了惊人的长足进展。
基因(gene)是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传特征的特定核苷酸序列的总称,系具有遗传物质的DNA分子片段。基因位于染色体上,并在染色体上呈线性排列。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息得到表达。例如不同人种之间头发、肤色、眼睛、鼻子等不同,是基因差异所致。基因是生命遗传的基本单位,不仅是决定生物性状的功能单位,还是一个突变单位和交换单位。由30亿个碱基对组成的人类基因组,蕴藏着生命的奥秘。
基因组(genomes)是一个物种的完整遗传物质,包括核基因组和细胞质基因组。即基因组是生物体内遗传信息的集合,是某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。显然原先只关注单个基因是远远不够的,应当深入研究整个基因组,于是产生了基因组学。
基因组学(genomics)是专门从分子水平系统研究整个基因组的结构(以全基因组测序为目标)、功能(以基因功能鉴定为目标)以及比较(基于基因组图谱和序列分析对已知基因和基因的结构进行比较)的分支学科。基因组学着眼于研究并解析生物体整个基因组的所有遗传信息,突出特点是必须以整个基因组为研究对象,而不是只研究单个基因;同时还要研究如何充分利用基因在各个领域发挥作用。基因组学概括起来涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学问题。这门分支学科交叉融合了分子生物学、计算机科学、信息科学等,并以全新视角探究生长与发育、遗传与变异、结构与功能、健康与疾病等生物医学基本问题的分子机制,同时提供基因组信息以及相关数据系统加以利用,进而解决生物、医学和生物技术以及相关产业领域的有关问题[3]。基因组学的主要目标包括认识基因组的结构、功能及进化规律,阐明整个基因组所涵盖遗传物质的全部信息及相互关系,为最终充分合理利用各种有效资源,以提供预防和治疗人类疾病的科学依据。
人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)的确立和实施极大地促进了基因组学的发展。人类基因组计划的提出,可追溯到寻求新方法解决日本广岛长崎原子弹幸存者及其后代的基因突变率检测低于预期问题。1984年12月美国能源部资助召开的环境诱变和致癌物防护国际会议,第一次提出测定人体基因和全部DNA序列,并检测所有的突变,计算真实的突变率。1985年6月,美国能源部正式提出了开展人类基因组测序工作,形成了“人类基因组计划(HGP)”的初步草案。历经几年酝酿与论证,1988年美国国会批准拨款,支持这一被誉为完全可以与“曼哈顿原子弹计划”、“阿波罗登月计划”并列相比美的宏伟科学计划。1990年正式启动后,陆续扩展成为美国、英国、法国、德国、日本和中国共同参加的国际性合作计划。2000年人类基因组工作框架图(草图)完成,是人类基因组计划成功的标志。
HGP这项规模宏大,跨国家又跨学科的大科学探索工程。旨在测定组成人类染色体(指单倍体)中所包含的30亿个碱基对所组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息,解码生命奥秘,探索人类自身的生、老、病、死规律,揭示疾病产生机制以提供疾病诊治的科学依据。截至2005年,人类基因组计划的测序工作已经完成,但基因组学等研究工作一直在不断深人和扩展。例如,2006年启动了肿瘤基因组计划力求揭示人类癌症的产生机制以及癌症预防与治疗的新理念。当下已经迈进后基因组时代,从揭示生命所有遗传信息转移到在分子整体水平上对功能的研究(功能基因组学)。21世纪的生命科学以新姿态和新方法阔步向着纵深发展,同时有力推进了基础与临床医学、生物信息学、计算生物学、社会伦理学等相关学科的蓬勃发展。为促进这些相关学科及其应用的更好发展,尤其推动在人类健康与疾病、个性化医疗、农业、环境、微生物等诸多领域的广泛应用,自2006年以来巳经召开了十届国际基因组学大会(ICG)。第10届国际基因组学大会于2015年10月在中国深圳举行,特别就临床基因组学、生育健康、癌症、衰老、精准医疗、人工智能与健康、农业基因组学、合成生物学、生命伦理和社会影响、相关组学及生物产业等热点问题进行深人研讨,展现了相关组学的旺盛活力。
二、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等与基因组学相辅相成
基因组学作为研究生物基因组的组成,组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学,又必须从系统生物学角度与方法,着眼于整体出发去研究人类组织细胞结构、基因、蛋白质及其分子间相互作用,并通过整体分析研究人体组织器官的功能代谢状态,从而才能更有效地探索解决人类疾病发生机制及其诊治与保健问题。
虽然人类基因组图揭示了人类遗传密码,而对生命活动起调节作用的是蛋白质。基因组研究本身不能体现蛋白质的表达水平、表达时间、存在方式以及蛋白质自身独特活动规律等。因此,自从基因和基因组学问世以后,分子生物学的组学大家庭中,不断延伸分化形成了相互密切关联的转录组学(tmnscrip-tomics)、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabo-lomics),以及脂类组学(lipidomics)、免疫组学(lmmu-nomics)、糖组学(glycomics)、RNA组学(RNAomics)等,这些相互密切关联的组学构成丰富的系统生物学以及组学生物技术基础。
转录组学是一门在整体水平上研究细胞中基因转录情况以及转录调控规律的分支学科。也即转录组学是从RNA水平研究基因表达的情况。转录组即一个活细胞所能转录出来的所有RNA的总和,是研究细胞表型和功能的一个重要手段。可见在整体水平上研究所有基因转录及转录调控规律的转录组学,乃是功能基因组学研究的重要组成部分。
蛋白质组(proteome)是指一个基因、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质。而蛋白质组学研究不同时间、空间发挥功能的特定蛋白质及其群体;从蛋白质水平上研究蛋白质表达模式和功能模式及其机制、调节控制及蛋白质群体中各个组分。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识。基因组相对稳定,而蛋白质组是动态的概念。研究蛋白质组学是基因组学研究不可缺少的后续部分,也即生命科学进人后基因时代的特征。
代谢组学的概念源于代谢组,代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物。代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新分支学科。代谢组学以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。继基因组学和蛋白质组学之后新发展起来的代谢组学,是借助基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的。因此有研究者认为“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了”。所以,代谢组学迅速发展并渗透到诸多领域,例如疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学、植物学等与人类健康密切相关的各领域。
三、放射组学在交叉融合中应运而生
2015年是伦琴发现X射线120周年,正如简明不列颠百科全书所评价:X射线的发现“宣布了现代物理学时代的到来,使医学发生了革命”W。近40多年来计算机科学技术的交叉融合,以X射线透射开始并不断拓展许多种类型的医学成像技术,又经历了数字化革命而呈现出跨越式发展。数字化医学影像学已经成为现代医学不可或缺的重要手段和必不可少的组成部分。医学影像学在保健査体、疾病预防、疾病筛査、早期诊断、病情评估、治疗方法选择、康复疗效评价等,以及生命科学研究方面发挥了越来越大的不可替代作用。随着多排螺旋CT、双源CT、能谱CT、磁共振成像(MRI)、单光子和正电子计算机断层显像(SPECT与PET)、图像融合一体机成像(PET/CT等等)诸多影像医学新设备、新技术、新方法层出不穷,医学影像学巳经从结构成像发展到功能成像,又迈向分子影像学的新阶段。尤其进人21世纪后,分子影像学方兴未艾地蓬勃发展,已经成为分子生物学的重要手段。当前数字化医学影像学所形成的大数据又密切关联到相关基因组学,应运而生了放射组学(radiomicsV)。如果说20世纪驱动医学影像学的发展主要是依靠物理学和计算机科学技术、电子工程科学技术等,而21世纪则迫切需要与医学、分子生物学(包括基因组学等诸多组学)等相关学科进一步深人交叉融合相辅相成。
放射组学(亦有称之为影像组学)、分子影像学完全是与基因组学、蛋白质组学等相关组学彼此关联并相互促进而不断发展的。整合各种技术实现运用影像学手段显示人体组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,并能反映活体状态下分子水平变化,从而对其生物学行为在分子影像层面进行定性和定量研究,无论在人体保健与疾病的诊断治疗,或者在药物研究开发,以及在基因功能分析与基因治疗研究等方面,都凸显了巨大优势和良好前景。
包含分子影像学的数字化医学影像学迅速发展,可提供越来越丰富的多层次医学影像数据资料,显然必须加以深度发掘并充分利用这些极其庞大的数字化信息。通过放射组学研究,解码隐含在医学影像信息中的因患者的细胞、生理、遗传变异等多因素共同决定的综合影像信息,并客观且定量化将其内涵呈现在临床诊治、预后分析的整个过程,这无疑会成为临床医学具有重大意义的革命。应运而生的放射组学,就是致力于应用大量的自动化数据特征化算法将感兴趣区域(regionofinterest,R0I)的影像数据转化为具有高分辨率的可发掘的特征空间数据。数据分析是对大量的影像数据进行数字化的定量高通量分析,得到高保真的目标信息来综合评价肿瘤的各种表型(phenotypes),包括组织形态、细胞分子、基因遗传等各个层次。例如近期文献报道,放射组学可揭示肿瘤预测性的信号,能够捕获肿瘤内在的异质性,并与潜在的基因表达类型相关联。
美国的国家癌症研究所(NationalCancerInstitu?te,NCI),已经建立量化研究网络(quantitativere?searchnetwork,QIN),旨在共享数据、算法和工具,以加速影像信息量化的合作研究网络U5]。他们将放射组学的建设及应用框架分为5部分:①图像的获取及重建;②图像分割及绘制;③特征的提取和量化;④数据库建立及共享;⑤个体数据的分析。当然这些均是很有挑战性的工作。
放射组学通过标准化的图像获取以及自动化的图像分析等,能为疾病的诊断、预后及预测提供有价值的信息。近期的研究还提示放射组学能有效预测不同患者中的肿瘤基因异质性等,可见放射组学有着广阔应用前景。四、发展相关组学更好共促精准医疗
从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等2直到新形成的放射组学,均是在相关学科交叉融合中,当条件与时机发展到一定程度而瓜熟蒂落催生。
这些相互关联的组学全部都兼备着学科分化以及整合的特色。学科交叉融合根据发展需要分化催生出4新分支,而所有这些组学分支学科又都从系统生物学角度出发,注重对形成的分支学科自身整体开展研I究。正是如此辩证统一的现代科技发展特点,如同DNA的螺旋结构一样在不断深化中而螺旋式上升,7推动科学技术向更深层次和更高水平发展。
关键词:低年级;小学音乐;小组合作
中图分类号:G62 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)22-0201-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.22.131
小学音乐课是对小学生进行美育教育的重要课程,在小学义务教育阶段发挥着关键性的作用。小学音乐新课程标准指出:音乐是一门合作的艺术,小学音乐教育的主要教学形式是以集体教育的方式进行的,需要学生树立集体观念,许多音乐活动都是在小组合作中进行和完成的。因此,在小学低年级音乐教学中,要想实现有效的小组合作学习,教师要明确教学目标,充分调动小学生的学习积极性和主动性,培养低年级小学生感受音乐、表现音乐和创造音乐的能力,使每个小学生都能够在小组合作中享受音乐的乐趣。下面,笔者将通过自己的小学音乐教学经验,从学习氛围、学习内容、学习时机三方面提出运用小组合作学习的方法与途径,希望对新时期的小学音乐教学有所帮助。
一、积极创设符合要求的现代化小组合作学习氛围
(一)科学合理的建立学习小组,促进小学生的成长
音乐学习小组的建立是开展低年级小学生音乐合作学习的前提,也是对小学生进行因材施教的保障。新课程改革下倡导小组合作学习,科学合理地组建学习小组可以为小学生学习音乐提供信心和动力,也能够提高小组合作学习的氛围,激发小学生的学习兴趣,有利于培养学生的合作能力、语言表达能力、自主学习的能力。但是,当前小学音乐课堂教学中的小组划分方式过于随意,没有起到真正的作用。教师根据自己的意愿安排学生进行分组,在一定程度上造成小学生之间的不公平参与。小组合作学习对教师教学提出了更加严格的要求,小学音乐教师要向专业化发展,提高自身的音乐素质,适应时代的发展。因此,我在教学中会按照“组内异质”“组间同质”的原则科学合理地建立音乐学习小组。
(二) 巧妙设计学习环境,让小学生养成良好的合作习惯
对于低年级小学生来说,学习音乐是一件很有趣的事,因为不仅可以跟着音乐教师唱歌、做游戏,还能够在轻松活跃的课堂上得到快乐。音乐教室是小学生学习音乐的主要场所,音乐教室环境的好坏直接关系到小学音乐教学质量的高低。因此,教师要巧妙地布置课堂环境,促进小学生的小组学习。在音乐教室的布置上,要符合低年级小学生心理,座位的安排可以采用圆桌式或者其他有利于小组交流的形式;音乐器具的摆放要清楚直观,就能使学生可以直接观察和了解,为小学生提供了合作学习的空间,拉近了学生之间以及师生之间的距离。要想有效地开展小组合作学习,培养小学生良好的合作习惯是非常重要的。此外,在低年级小学音乐课堂上,教师要让小学生学会倾听,学会表达,学会讨论。
二、根据小学生的实际情况精心选择小组合作学习内容
(一)针对小学生活泼爱动的性格选择表演性的内容
小学生具有活泼爱动、模仿能力强等特点,在小学音乐课堂教学中要让小学生有展示自我的机会,音乐教师可以为小学生选择表演性的内容,促进小学生在合作中成长。但是值得注意的是,选择表演性内容的时候,教师不要用专业或者成人的眼光要求低年级小学生,如对舞蹈的动作和唱歌的节奏等评价不要过于严格,否则会打消小学生的积极性。在教会小学生一首歌曲以后,可以尝试让小学生根据歌曲内容进行合作表演。比如在教《粉刷匠》时,我想让小学生通过表演来体会歌词的意境和辛勤劳动的乐趣。我首先给小学生做示范,然后让小学生在小组内进行合作练习,然后每个小组分别进行表演。虽然低年级小学生的肢体动作还不是很协调,但是从他们的热情中可以看出小学生的努力。
(二)针对小学生思维活跃的性格选择具有创造性的内容
小学生思维活跃、可塑性强,因此,为发展低年级小学生丰富的想象力和创造力,音乐教师要增强小学生的创作意识,在小组合作中发挥小学生的优势。在小学音乐教学中,音乐教师要有意识的为小学生融入相关创造性内容,设计小组合作学习。这样不仅可以锻炼小学生的协作能力,还能够培养小学生的创造性思维。我有时候会根据所教歌曲的意境,让小学生试着发挥想象力,根据歌曲中的角色进行创造性表演。比如教《读书郎》时,我让每个学习小组准备一个与读书郎有关的节目,十五分钟后每个小组内选出一名学生上台表演。在表演时,有的小组表演合唱,有的表演小品,有的小组表演歌舞。这样的教学使小学生的创作愿望得以实现,在参与中得到成功的快乐,而且课堂氛围也有了极大的提高。
三、善于把握小组合作学习的时机开展音乐教学
(一)当遇到教学重点和难点时,引导小学生合作学习
在开展小组合作学习时,音乐教师不能放任自流,要以合作者的角色参与到小学生中去,认真倾听小学生的想法,为小学生学习音乐提供帮助。当遇到教学重点和难点时,小组合作学习是一种很好的方式,通过小组合作学习不仅能够培养低年级小学生自己解决问题的能力,还有利于发挥小学生的积极性,增强合作意识。一般在音乐教学中,当出现小学生较难掌握、表达的某些乐句,甚至是一些节奏、音准时,我会引导小学生合作学习。遇到的问题先在小组内共同研究,然后再由教师进行细致的指导,就能让小学生从歌曲的旋律、节奏、歌词等方面得到全方位的提升。把握小组合作学习的时机是考验音乐教师教学水平的关键,而且,及时有效地开展小组合作学习会使低年级小学生更快地进入学习状态。
(二)当音乐课堂发生争论时,引导小学生合作学习
小学低年级音乐教学倡导完整而充分地聆听音乐作品,可使小学生在积极体验的状态下充分进行探究和创新。由于小学生的欣赏水平不同,所以在欣赏完一首歌曲后,小学生会根据自己对音乐的感悟提出自己的想法,这时班级中的小学生可能会出现分歧和争论,此时可以恰当地进行小组合作,充分调动小学生的积极性,让全体小学生都参与到讨论中。在合作学习中,音乐教师要关注音乐后进生的表现,及时帮助后进生养成良好的学习习惯,使后进生也能够在小组合作中有所收获。小组学习是自主学习的基础,因此,音乐教师要重视小学生在小组内表现和学习的态度,给小学生公平公正的评价,从而激发小学生学习音乐的潜力。
参考文献:
关键词:创造力;基因;多巴胺系统;5-羟色胺系统
一、引言
意识的起源是人类未解之谜,而创造力的产生及表达机制更是谜中之谜。为了解开谜题,各国创造力的研究者如高尔顿(F.Galton)、弗洛伊德(S. Freud)、维特海默(M.Wertheimer)(维特海默,1987)、Campbell(1960)和Simonton(2012)等都尝试了不同的方法。事实上,每一次研究方法的革新都带来了人们对创造力的深入理解。最近,有研究者把基因组学的研究方法引入到创造力的研究之中,使人们看到了理解创造力遗传基础的更多曙光,这个方向可以定义为创造力基因组学(Creativity Genomics),也就是通过创造力心理学和基因组学相结合的方法来研究创造力的基因基础。根据查阅到的文献,以色列和法国的Bachner-Melman等人的研究(2005)是该领域的首项研究,关注的是舞蹈创造力的基因基础,而德国学者Reuter等人的研究(Reuter,Roth,Holve,& Hennig,2006)是该方向的首项有关一般创造力和基因关系的研究。随后,来自芬兰、匈牙利、俄罗斯、瑞典、中国和美国的研究者继续推进了该方向的研究。本文将综述和评论这些创造力基因组学的研究,并对未来的研究做以展望。
二、创造力基因组学的研究方法
创造力基因组学(Creativity Genomics)作为新兴交叉学科,在研究方法上实现了创造力心理学与基因组学研究方法的融合。当前通行的方法是通过创造力的测量工具测得被试在不同领域(如一般创造力、音乐创造力等)创新能力上的得分;同时,使用基因组学的方法,通过被试的部分组织(如口腔细胞或血液)来分析其全基因组或特定神经递质系统的基因。进而,分析创造力行为数据与基因数据的关系。
(一)创造力的测量
在这些研究中,研究者均使用了创造力心理学的研究方法。研究方法中核心变量的测量方式是基础,因而我们将重点介绍测量部分的内容。当然,由于创造力问题的复杂性,当前的操作定义和测量方式远未统一。在这里简要介绍这九项研究所主要涉及的四种创造力测评方式。
1.一般创造能力测验
Reuter等人(2006)在他们的研究中所使用的测量创造力的工具是柏林智力结构测验(Berlin Intelligence Structure Test)中的“创造能力”(inventiveness)测验包,该测验的操作定义认为创造力是智力的一部分。所测得的创造力得分来自于图形、语文和数字分测验,每个分测验包括两个题目。图形创造力分测验包括“完成图形”和“联接符号”两个题目;语文创造力分测验则包括“句子组成”和“物体的用途”两个题目;数字创造力分测验包括“电话号码”和“数字测验”两个题目。该测验的图形和语文创造力分测验主要测量的是被试的发散思维,而数字创造力测验主要与聚合思维相关联。该测验在国际创造力研究学界并不常见。2009年所发表的来自俄罗斯的创造力基因组学研究(Volf,Kulikov,Bortsov,& Popova,2009)也使用了该测验中的语文创造力分测验。
2.创造性潜能测量:发散思维测验
美国学者Runco等人的研究对Reuter等人所做研究做出了全面的修正(Runco et al,2011),并在2013年又对其研究做了补充性的评论,引入了多基因关联分析的方法(Murphy,Runco,Acar & Reiter-Palmon,2013)。在他们对Reuter等人的研究做出的评论中,他们认为其所使用的创造力测验并不常见,测量方法上有失偏颇,所以在解释结果方面存在效度上的诸多困难。而且研究中混淆了发散思维和聚合思维,同时未检验创造力的重要成分――“独创性”。因而,Runco等人选取了在创造力心理学领域更为常见的创造力测验,包括发散思维测验和现实创造性问题解决(Realistic creative problem solving)。发散思维测验用以测量创造性潜能(creative potential),包括语文分测验和图形分测验。在本文所综述的九项研究中,多数都使用了发散思维测验作为创造力或创造性潜能的测量工具。
3.创造性问题解决
在Runco等人的研究中,研究者还设计了具有开放性结尾的、与真实生活相关联的问题情境。要求被试对这一问题提供解答。之后,研究者应用共感评估技术(Consensus Assessment Technique,CAT)从质量、独创性和复杂性三个维度来计分。共感评估技术最初是由哈佛大学创造力学者Amabile提出(Amabile,1982),是指在创造力研究中一种通过主观评定获得对被试创造力较为客观评估的方法。这种方法已经成为创造力研究领域一种社会生态效度较高、非常普遍的研究方法(Yi,2012;Yi,Hu,Scheithauer,& Niu,2013)。
4.音乐创造力测量
有两项研究使用了同样的测量被试音乐创造力的方法。音乐创造力自陈问卷和音乐天赋测验两部分组成了该测量工具。自陈问卷旨在调查被试所从事的具体音乐创造力活动(包括作曲, 即兴演奏,和编曲)、所接受的音乐教育和训练。音乐天赋测验包括听觉结构化能力测验(auditory structuring ability test)(Karma,1994)、西肖尔音高辨别测验和时间分辨分测验(the Seashore pitch and time discrimination subtests,简称SP和ST)。SP和ST分测验包含声音物理属性的成对比较,用来测量被试在分辨音高或音程微小变化等方面简单的感知能力。这些测验都有较好的信效度,测验需时共1小时左右(Pulli et al.,2008)。
如果创造力是领域特殊性的,不同领域的创造力其测评方式当然应该是有差异的。正如本文所综述的音乐创造力的测评结构(包括听觉结构化能力、音高和音程辨别以及自评所从事的创造性的音乐活动等)与一般创造力的测评结构(包括在语文和图形等维度上思维的流畅性、变通性、独创性和精进力等等)是根本不同的。但是目前用于特定领域创造力测量的有效工具还少之又少,这应该是未来研究应该着手的方向;此外,我们素来强调的、对创造性比较重要的发散性思维、聚合性思维和批判性思维在不同领域的创造力中究竟扮演何种角色,也是一项悬而未决的问题。
3.有关精神疾病和创造力的关系
有关NRG1基因和创造力之间存在紧密关系的发现(Kéri,2009)是这几项研究中的亮点之一。因为该研究从创造力基因组学的角度证实了此前有关高创造力和精神疾病相伴随的说法。特别是一些高创造者同时存在精神疾患的个案如文森特・梵高和弗吉尼亚・伍尔芙等,加剧了人们有关高创造力、尤其是文学艺术领域的高创造力与精神疾病之间存在关联的信念。然而,在健康的高智商匈牙利人身上,研究者同样发现了与严重精神疾病高度相关的基因会影响被试的创造力水平。那么为何这种基因多态会造成创造力行为的较高表现呢?研究者给出的初步解释(Kéri,2009)是,与分裂症特征相关的认知抑制的降低导致了高智商人群创造力的上升,而NRG1基因的启动子多态性(promoter polymorphism)会影响前额叶的功能,前额叶脑区是影响认知抑制和创造力的重要脑区。研究者认为,对于这个假设的验证正是未来研究的方向。在他的研究中,只选取了高智商的被试,同样值得探讨的是对于平均智商的被试是否存在同样的效应,另外,对于那些真正从事文学艺术创造力的人群,是否存在同样的基因影响机制?这都是未来可能的研究方向。
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关键词:番茄灰霉病;宏基因组DNA;双酶切;文库
中图分类号:S436.412 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-04-0104-2
0 前言
番茄灰霉病(Botrytis cinerea)是由半知菌亚门灰葡萄孢属(Botrytis cinerea)真菌引起,是世界性、破坏性极其严重的植物病害之一。目前已成为危害我国温室蔬菜最主要的病害。传统的防治方法以化学农药为主,病原菌非常容易产生抗耐药性,从而使防治效果下降;同时施用农药引起严重的环境污染。近年来人们通过大量筛选并加以改良利用灰霉病拮抗菌及其次生代谢产物,使生物防治技术成为防治植物灰霉病的一条有效的途径。
土壤是微生物的良好生存环境,土壤中的微生物种类丰富,对农业生产和环境保护有着重要作用[1]。传统的研究土壤微生物的方法如微生物纯培养、微生物库(如微生物生物量)和流(c和N循环)、微生物生物标记物(FAMEs)等仅仅能够反映极少土壤微生物的生活特征和生态功能,并不能完全揭示其多样性[2]。科学界普遍认为未培养微生物在自然界土壤栖息群中占99%以上的资源,并逐渐成为微生物学的研究热点。“宏基因组(Metagenome)”是由Handelsman等1998年提出的,即生境中全部微小生物遗传物质的总和,目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和。宏基因组文库包含可培养和未能培养微生物的基因,避开了微生物分离培养的瓶颈,扩大了微生物资源的可利用空间[3]。
1 材料与方法
1.1 材料
E.coli DH5c,由山东理工大学丁忠锋老师赠送;土壤DNA提取试剂盒,购自美国O―MEGA公司;pBluescript II SK(+),由购于第三军医大学蒋国成老师赠送;T4DNA ligatase购自美国STRATAGENE公司。
1.2 方法
1.2.1 土壤样品采集及土壤总DNA的提取 土壤样品采自山东省淄博市张店房镇常年种植番茄的温室大棚,用灭菌的小铲取患灰霉的番茄病株根际5-10cm深处的土壤,装入灭菌的纸袋并带回实验室,对采回来的土样进行过筛处理,3mm两次,1mm一次,0.25mm一次,放入远红外恒温快速干燥箱60℃恒温干燥3h,将样品分装于5ml离心管存于4℃。
土壤样品采回后,用土壤宏基因组DNA提取试剂盒并纯化土壤总DNA,根据文献[4]所描述的电泳方法纯化回收基因组DNA。
1.2.2 土壤总DNA的酶切及质粒载体的制备 将提取的土壤总DNA用限制性内切酶PstⅠ和Hind Ⅲ进行双酶切。建立40uL的反应体系:DNA样品l1uL、PstⅠ和HindⅢ各2uL,10×M Buffer 4 uL、ddH2O 21uL。混匀后于37℃水浴45min,于65℃水浴30min 以终止反应,1.2%琼脂糖凝胶电泳, 回收大于2kb的片段,用于酶联反应。
取pBluescript II SK(+)质粒,用PstⅠ和Hind Ⅲ限制性内切酶在37℃酶切45min,1.2%琼脂糖凝胶电泳后回收大约2800bp的DN段。
1.2.3 土壤微生物宏基因组文库的构建 取DNA酶切样品4.5µl,酶切质粒pBluescript II SK(+) 3 µl,T4 DNA ligatase 0.5 µl,T4 DNA ligation Buffer 1 µl,混匀后l6℃放置4 h,4 ℃过夜。取连接液lO µl,加入100 µl感受态细胞,冰浴30min,42℃水浴60s,冰浴2min,加入890µl LB培养基,37℃、180r/min振荡培养1h,对质粒进行复苏培养。吸取培养物150µl均匀涂布到含氨卞的LB平板上,37℃过夜培养。挑取阳性克隆,并用甘油管进行保藏,以用于筛选[5]。
2 结果与分析
2.1 土壤宏基因组DNA检测及酶切验证
取5µl纯化的宏基因组DNA进行琼脂糖凝胶电泳,检测其质量,结果如图1显示土壤总DNA大小约为15000bp。
M:DNA marker,1:Soil total DNA
图1 土壤微生物总DNA
纯化后的宏基因组DNA样品用限制性内切酶PstⅠ和HindⅢ进行双酶切,设置两种不同DNA浓度和不同酶切时间。经过选择,酶切45Min时DNA酶切质量较好,酶切结果如图2。可直接用于酶联反应[6]。
M:DNA marker,1:Soil total DNA,
Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ:products of restriction by PstⅠ and Hind Ⅲ
图2 土壤微生物总DNA及酶切后DNA
将质粒pBluescript II SK(+)用相同酶进行双酶切,反应45min后,酶切结果如图3显示,可直接用于酶联反应。
图3 酶切后的pBluescript II SK(+)
Fig.3 pBluescript II SK(+) by digestde
2.2 宏基因组文库构建及检测
将酶切后的土壤宏基因组样品与pBluescript II SK(+)质粒进行连接[7],然后转化DH5a 感受态细胞,挑取阳性克隆即得到土壤宏基因组文库[8]。本实验总计从LB平板上挑取了350个阳性克隆。
3 讨论
土壤是微生物的良好生长环境,土壤中含有大量我们没有了解的基因。传统的研究方法只能够反映极少部分的微生物信息,并不能完全揭示土壤微生物的多样性和丰富性。为了更加深入的研究番茄灰霉病病株根际土壤中微生物含有的基因分布情况,本实验采用宏基因组学技术,从土壤中提取到DNA,纯化后进行双酶切,建立了宏基因组文库,文库中含有大量的未知灰霉病拮抗基因,从而为进一步研究和防治灰霉病提供了平台,也对宏基因组技术在实际中的应用提供了一些参考。
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[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(30873291,81273816)
[通信作者] *李劲平,副教授,硕士生导师,主要从事中药防治老年病研究,Tel:(0731)82650340,E-mail:
[摘要] 该文提出了多维组学新概念,指出多维组学是研究中药复方药效物质基础与机制研究的恰当方法。以壮骨止痛胶囊抗实验性绝经后骨质疏松作用为例,从中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学等三维组学角度,较系统地阐明了壮骨止痛胶囊防治绝经后骨质疏松的药效物质与作用机制,同时,创造性地设计了一个三维表格直观地展现三维组学研究结果。该研究为中药复方药效物质和作用机制研究提供了一种新的思考方式和解决方案。
[关键词] 多维组学;中药复方;物质基础;机制研究;壮骨止痛胶囊
自然科学发展到20世纪末,随着人类基因组计划(HGP)的实施和完成,一种宏观的、系统的研究思维和研究方法涌现出来了,这就是各类组学(omics)技术。它们包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢物组学、细胞因子组学等,同时在中药化学与药效学研究中出现了中药化学组学新概念。各类组学技术的出现,对于加速疾病的病理机制和药物作用机制研究进程起了巨大推动作用。
中药的药效物质和作用机制研究是中药现代化的重要研究内容,但是,由于中药固有的多成分、多靶点、多效应、多环节作用特点,使得中药药效物质和作用机制研究面临非常大的挑战。现在大多数学者从中药的某一成分或某一作用的角度进行研究,虽然也取得了一些成果,但离真正阐明中药药效物质和作用机制相距甚远。为探索一种新型的、适用于复方中药药效物质和作用机制研究的新思路,本课题组以多维组学(multidimensional omics)探讨壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松症的药效物质和作用机制,取得了预期的研究成果。
1 多维组学的概念
多维组学(multidimensional omics)是指综合应用多种组学方法,通过分析各类组学研究结果之间的内在关系,从多个维度阐明疾病或药物的作用机制。单个组学是一种小系统思维,而多维组学是一种大系统思维,多维组学比单个组学更适合于中药药效物质和作用机制研究。可用于中药作用机制研究的多维组学包括中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等。
2 中药复方研究的基本科学问题
多成分、多途径、多靶点、多效性是中药复方的作用特点,中药复方药理研究必需揭开2个黑箱才能真正阐明了中药的药理作用机制。
第1个黑箱是中药复方的药效成分是什么?长期以来,进行中药复方药理研究时对这方面的研究报道非常少,而大量的文献报道集中在中药复方化学成分研究,而和复方药理几乎没有联系。没有阐明药效物质的中药药理不能成为完整意义上的药理研究。上述现象的出现可能与认识上的误区有关,重视中药对机体的病理生理过程的调节,而轻视产生这种调节作用的物质基础研究,同时也可能与研究者的知识背景有关系。目前存在2种解决方法:①先从中药中分离化学单体,再通过药效实验确认其药效,这种方法在前期分离化学单体方面存在非常大的盲目性;②从化学生物学出发,先筛选复方的有效部位群,然后用高效活性筛选方法筛到一些潜在药效成分,再通过药效实验确认其药效,这种方法的盲目性大大降低,针对性大大提高。通过学者们的努力,目前已初步建立了一些“中药化学组学”研究方法如活性导向分离方法[1]、高通量筛选方法[2]、血清药化学法[3]、肠内菌代谢法[4]、肠吸收法[5]、生物色谱法[6-7]、代谢物组学法[8]等。
第2个黑箱是中药复方中含有众多的效应成分,那么,这些效应成分如何调节相关疾病的病理生理过程发挥疗效?中药复方药效成分的多成分是中药复方多途径、多靶点、多效性药理作用特点的物质基础。中药复方多成分、多途径、多靶点、多效性正好对应疾病的多环节、多靶点病理生理特点发挥作用。中药复方的这种作用特点正是中药复方治疗许多复杂疾病获得良效的奥妙所在,但同时也使研究其药理作用机制时遇到很大困难,面对众多的药理指标不知从何处着手研究。因此,必需寻找一种与中药复方作用特点相适应的研究方法,该类研究方法必需具有前瞻性和高通量等特点。基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等组学则从系统的角度同时对大量基因、蛋白及代谢物进行检测,属于一种系统的解决方法,疾病或药效的任何变化都会在基因组、蛋白质组和代谢物组3个层面表现出来,这几种组学技术同时具有前瞻性和高通量性质,非常适合用于中药复方药理作用机制研究。
综上所述,中药复方作用机制研究应包含两方面的研究,即中药复方的药效物质研究和中药复方药理作用机制研究。由于中药复方的复杂非线性作用特点,采用常规的一维研究方法在研究中遇到很大困难,而采用非线性的“多维组学”研究方法则相对容易。
3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学分析
3.1 壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效学基础 本课题组在古方补骨脂丸基础上结合多年临床用药经验研制成壮骨止痛胶囊,全方由补骨脂、羊藿、枸杞、骨碎补、牛膝等7味药物组成,功能补益肝肾、壮骨止痛。经过长期的临床应用证实其治疗绝经后骨质疏松症有良好的临床疗效,并已获得国家新药证书(国药证字[Z20050125])。经过一系列动物实验和临床实验表明,壮骨止痛胶囊能显著提高去卵巢模型大鼠的骨密度,逆转骨代谢的高转换状态[9],调节钙磷相关激素和细胞因子[10-11],改善骨的生物力学性能[12],延缓骨质疏松症的病理形态学改变[9,13],对治疗骨质疏松症有良好的疗效。虽然药效学实验充分阐明了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效作用,但不清楚壮骨止痛胶囊治疗骨质疏松症的深层次药理作用机制和药效物质基础。
3.2 壮骨止痛胶囊药效物质基础分析 从壮骨止痛胶囊的干浸膏开始,分别用极性由小到大的溶剂石油醚、乙酸乙酯、无水乙醇、水依次进行提取,然后利用去卵巢骨质疏松模型大鼠筛选有效部位,结果表明其石油醚部位和无水乙醇部位为壮骨止痛胶囊的有效部位。然后,通过在体清醒大鼠肠襻吸收实验对无水乙醇部位进行活性成分筛选,通过HPLC比较给药后1,2,3 h不同时点胃肠道中的剩余药量,在HPLC图谱中产生差异的色谱峰即为潜在药效物质峰。再通过萃取、柱色谱分离等技术分离差异峰物质,经药效学筛选后将有效成分经过UV,IR,NMR,MS等鉴定结构。结果从无水乙醇部位分离得到羊藿苷、杯苋甾酮、柚皮苷、朝藿定B等有效成分[14-15]。由于石油醚部位物质的极性太小,很难得到分离度满意的HPLC图谱,因此,石油醚部位采用传统的分离方法进行了艰巨的分离工作,经药效学筛选后,最后得到补骨脂素、异补骨脂素、补骨脂定和齐墩果酸等有效成分[16]。至此,基本研究清楚了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松的中药化学组学基础。
3.3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的转录基因组学分析 在基本研究清楚了壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的化学组学基础上,接着研究了全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松的基因转录组学。结果表明,绝经后骨质疏松大鼠股骨有532个基因表达发生了变化,全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的126个表达发生改变的基因均有不同程度的调节作用,这些基因中已知功能的有45个基因,其余81个基因的功能尚不清楚[17]。将这45个基因根据其功能分为细胞保护基因、能量代谢基因、无机离子代谢基因、信号传导基因、细胞结构基因、基因表达相关基因、免疫相关基因、脂代谢基因、细胞损伤修复基因、胞外基质代谢基因等10个功能类群(表1)。与无水乙醇部位比较,石油醚部位主要侧重于对能量代谢基因具有调节作用。与石油醚部位相比,无水乙醇部位主要侧重调节控制基因表达的基因、信号传导基因及胞外基质代谢基因。羊藿苷主要对细胞保护基因和能量代谢基因具有调节作用[18-19]。从转录基因组学分析表明随着化学组学的变化,转录组学随之发生相应的变化,并且,壮骨止痛胶囊各化学组对基因转录组的调节各有侧重。
3.4 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的蛋白质组学分析 在研究转录基因组学的同时,课题组研究了壮骨止痛胶囊全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松作用的蛋白质组学。结果表明,全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的32个蛋白具有调节作用,通过质谱鉴定了其中的21个蛋白[20-21]。这些蛋白分别涉及骨细胞的细胞保护、能量代谢、细胞信号传导、免疫、无机离子代谢、细胞损伤修复、细胞凋亡、细胞迁移等8个方面功能。与无水乙醇部位相比,石油醚部位侧重于对能量代谢相关蛋白的调节。与石油醚部位比较,无水乙醇部位侧重于对细胞信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等相关蛋白的调节。羊藿苷调节的蛋白涉及细胞保护、能量代谢、信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等方面。蛋白质组学分析结果表明随着化学组学的变化,蛋白质组学也随之发生相应的变化,并且,壮骨止痛胶囊各化学组对蛋白质组学的调节各有侧重。
3.5 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的三维组学综合分析 怎样在同一张表格中表现三维及三维以上的组学结果是一个值得探讨的问题,合理的表格设计可以直观地反映各组学研究结果之间的相互关系。本文设计了一种三维表格(表1),各维组学结果集中展现在表格的中间区,中药化学组学作为自变量安排在表格的横列,其他组学作为因变量安排在纵列,在每一个自变量下按一定顺序安排相应因变量,这样便于比较各组学随化学组学而变化的情况。
通过对三维表的分析,发现如下特点:①壮骨止痛胶囊各化学组除了调节共同的基因和蛋白外,每个化学组对基因组和蛋白质组的调节均各有侧重。如石油醚部位侧重对能量代谢基因和蛋白的调节,无水乙醇部位侧重对信胞信号传导相关基因和蛋白的调节,羊藿苷侧重于对能量代谢相关基因和蛋白的调节。②转录基因组学研究结果与蛋白质组学研究结果在功能上具有显著相关,但是,除少数基因与蛋白一一对应外,绝大多数基因和蛋白并非存在一一对应的关系。由于基因组学和蛋白质组学2种组学的灵敏度不一致,以及从基因表达到蛋白翻译过程的影响因素太复杂,因此,出现基因组学结果不能与蛋白质组学结果一一对应的现象。另外,基因组学中有大量基因表达已发生变化,但其变化值尚未超过分析规定的阈值。但是,从功能区划来说,2种组学的研究结果是一致的,这也说明很有必要从多维组学角度进行中药物质基础和作用机制研究。③蛋白质组学显示了一些基因组学没有显示的功能变化,如与细胞迁移相关的Myosin light chain 3蛋白在基因组学中没有反映出变化,而细胞迁移与破骨细胞的溶骨活动和成骨细胞的成骨活动密切相关,这也更进一步表明从多维组学研究中药复方药理作用机制的必要性。
从壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学研究分析可见,对于中药复方的作用机制研究,不能仅仅从单一的复方和单一的组学进行研究,而应从复方、有效部位、有效成分等多层次化学组学,以及基因转录组学、蛋白质组学、代谢物组学等多层次生物组学出发进行研究,才能阐明化学组学与多个生物组学之间的内在变化规律。
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摘 要:本文主要探讨两位著名民族音乐学家乔建中与杜亚雄,在对民歌领域的研究,从他们的成果中归纳发现他们的研究思路、方法及其特色。从而为我们来者提供对民族音乐学术研究的保贵经验与方法。
关键词:乔建中、杜亚雄、民族音乐学、思路、方法、特色
中国民族音乐学自上个世纪80年代后,引入我国。以杨荫柳先生为代表的一代学者不懈的奋斗,开创了中国音乐学的基本格局。时至今日一代代学者对中国民族音乐学的研究与发展做出的贡献,我们作为来者不得不坚持前辈志愿努力的继续走下去,这既是对前辈们丰硕成果的肯定,也是对璀璨的民族文化的肯定!那么作为来者继续研究的必要性,我们不得不继承前辈的使命,同时也必须继承前辈们的研究思路、方法,以拓展出更加广阔的天地!
一、乔建中
乔建中,音乐学家,中国艺术研究院音乐研究所研究员,曾任中国艺术研究院音乐研究所所长。主要研究成果专著包括《论汉族民歌近似色彩区的划分》与苗班晶合著,获中国艺术研究院首届学术成果评选专著三等奖;《瑶族民歌》、《土地与歌――传统音乐文化及历史地理背景研究》、《典藏中国音乐大系》、《叹咏半年――乔建中音乐研究文选》、《中国锣鼓》等,并发表大量相关论文。
从乔建中先生的专著我们可以了解到,他长期以来致力于中国传统音乐的地理特征及中国音乐地理学的建设工作,进行了大量的学术研究,如《土地与歌》是其有关“音-地-人关系”[1]探讨所建构的中国传统音乐地理学的理论框架成果。这也成为了其研究的特色之一:将音乐与地域紧密的联系在一起。从《土地与歌》的书名我们可以看出,乔建中先生的思想观念;既音乐来源于土地的观念,也正是他所研究的“音-地-人”三者的关系。
《论汉族民歌近似色彩区的划分》中乔建中先生将“色彩区”作为其研究的重点,“‘色彩区’成为接受西方新的学术理论并把方法和概念运用与本土研究第一个着‘色’亮点,成为西方新学本土化的典型事例”[2]。在此领域,他十年如一日的研究,将民歌研究带到了一片崭新的领域,拓展了这一领域研究的视角。“色彩区”以及音乐地理学的概念成为新时期以来深入人心的新的学术理念之一。
《音地关系微探》中,乔建中先生音乐地理学的概念拓展得更加的广阔。他把自然地理环境、历史文化区域、方言音韵分布、旋律构成特点结合在一起,使考察民歌的角度切入到产生的文化环境中。把地理划分视为结构方式,分解出中国人在表述文化空间的地方性知识以及藏匿在这种词汇中带有强烈农耕文化意思的一系列与音乐相关的文化观念。
在他对地域文化与民歌关系的研究中,通过引入历史分析法、社会分析法、语言分析和文化分析的综合方法,力图解读我国民歌与地域文化的一系列关系。这成为其研究的精髓,也成为我国民歌研究的保贵财富。不得不说,乔建中先生从他自身出发,对民族文化发自内心的热爱,才能让他坚持多年的田间调查,去探究民歌的根源。
二、杜亚雄
杜亚雄,中国音乐学院教授,杭州师范大学特聘教授。主要研究成果专著包括《中匈民歌之比较研究》、《中国少数民族音乐概论》、《中国各少数民族民间音乐概述》、《中国民族基本乐理》、《丝绸之路的音乐文化》、《中国民族器乐概论》、《中国传统音乐概论》、《民族音乐学概论》、《中国传统乐理教程》、《中国民族民间音乐教程》、《中国乐理》、《世界音乐地图》等20多本专著问世,并用中、英、匈文在国内外发表过200多篇论文。
杜亚雄先生多年来主要致力与我国少数民族音乐的研究,特别是其对裕固族民歌的研究,而因裕固族民歌研究闻名世界乐坛。比较音乐学研究方法是其研究的主要方法,如《中匈民歌之比较研究》《裕固族西部民歌与有关民族民歌之比较研究》是其研究的典范。王光祈先生在上个世纪四五十年代将这一西方研究方法带到东方起,在学术研究领域就带来的一系列的成果。杜亚雄先生也因这一方法的运用,给民族音乐学乃至人类学、历史学带来了,“匈奴音乐文化的确是匈牙利民间音乐的渊源之一”的惊人成果。
杜亚雄先生在研究方法上运用了多种研究方法,如《裕固族西部民歌与有关民歌之比较研究》一文中杜亚雄先生运用了田野调查法深入实地对裕固族当地音乐进行收集整理;运用体验式方法切身的去感受当地民歌,为了更好的理解裕固族文化,进而学会其民族语言;运用形态学方法对不同民族民歌进行形体上的细致分析;运用语言学研究法对维吾尔族、突厥族、阿尔泰族和匈牙利族在语言上进行对比分析;运用历史学研究法对裕固族族源的追溯,对匈牙利、匈奴关系从历史发展的研究;运用文献研究法从古代文献中发展历史根源等等,这一系列的研究方法的综合运用,最终得出其惊人的研究成果。
先生对学术的研究的谨慎与努力,我们不得不深感佩服;也正是因为他的严谨,对学术研究一丝不苟的态度。以至今日,其《裕固族西部民歌与有关民族民歌之比较研究》还没有人提出异议。
三、结语
在对民族音乐的研究里,像乔建中与杜亚雄一样为这一领域不懈努力的学者、研究者众多。只是他们的成果或许没有如两位一样的丰硕,但这些学者对民族音乐的努力是有目共睹的,正是他们的努力给我们的民族音乐研究带来了一次有一次的突破,他们的贡献也必将得到来者的肯定与继承。
民族音乐传承着民族文化,民族音乐做为本民族宝贵的文化遗产,其价值的重要性不用过多的言语;然而对于这宝贵遗产的探究,以至获得更深刻的理解,这就成为了我们不断为之努力的必要性。
对民族音乐的研究不仅仅需要独特的思路、独特的见解,同时更加需要先进科学的方法。一代代音乐学家留给我们的宝贵经验,是我们延续探究的遗产,因此这是一个不断继承与开拓的环节,我们需要做的就是不断的去发现与开拓民族音乐的新领域,这就是留给来者的一个永恒命题!
参考文献:
[1] 乔建中,土地与歌――传统音乐文化及其地理历史背景研究,山东:山东文艺出版社,1998
[2] 乔建中,苗晶,论汉族民歌近似色彩的划分,北京:文艺艺术出版社,1987
[关键词]二甲基砷酸;细胞增殖与凋亡;染色体改变;DNA损伤;基因表达
中图分类号:R994.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0092-01
砷中毒已成为世界性的公共卫生问题,传统的观念上认为砷的甲基化过程是一个解毒促排泄过程,因而对有机砷毒性和致癌性的研究较少,最近有研究表明无机砷的甲基化并非是一个解毒过程,目前,对砷研究主要集中在细胞水平和分子水平,砷毒性的研究已经取得了很大进展,本文就砷甲基化代谢产物致细胞增殖与凋亡、染色体改变、DNA损伤,基因表达等方面的研究现状做一综述,为进一步研究砷作用机制提供依据。
1 砷及砷的甲基化
砷是类金属元素,存在于水、土壤和空气中。砷可表现出多种价态,最常见的是-3、+3和+5价。单质元素砷毒性很低,化合物均有毒性[1]。无机砷进入动物体会甲基化反应,其中二甲基砷酸是哺乳动物代谢砷的一种主要产物[2]。二甲基砷酸可致细胞凋亡,染色体畸变,从而认为二甲基砷酸具有毒性和致癌性[3]。
2 二甲基砷酸对增殖和凋亡的影响
有研究表明,二甲基砷酸能够抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡。陈文军[4],张海亭[5]等人通过MTT、.流式胞仪等方法检测二甲基砷酸染毒人成纤维细胞后,低浓度对人成纤维细胞有明显的增殖作用,而高浓度时产生明显的毒性作用。
3 二甲基砷酸对细胞染色体的影响
二甲基砷酸处理中国仓鼠V79细胞和人淋巴细胞,结果观察到具有四倍体的细胞明显增多,进一步的研究表明二甲基砷酸比亚砷酸盐更易于诱发有丝分裂停滞和四倍体[6]。
4 二甲基砷酸对细胞DNA的影响
许多研究表明砷及其化合物可损伤细胞DNA,引起细胞DNA断裂,DNA-蛋白质交联。Brown等在用二甲基砷酸喂养大鼠的肺中发琉了特异性DNA单链断裂;;Mouron等研究表明,二甲基砷酸能促进人纤维原细胞DNA-蛋白质交联的形成,并使姊妹染色体交换(SCE)频率显著增加。Yamanaka等报道得出二甲基砷酸能导致人肺泡细胞DNA单链断裂和 DNA-蛋白质交联,同时还发现,二甲基砷酸可诱导大鼠和小鼠的DNA损伤主要是由二甲基砷酸代谢过程中产生的活性氧和二甲基砷酸过氧自由基引起的[7]。
5 二甲基砷酸对细胞内基因和蛋白的影响
目前,包括基因组、转录组、蛋白质组等各种组学技术在揭示细胞生理活动规律和生物代谢机理的研究中起着越来越重要的作用。环境基因组学是在人类基因组基础上发展的功能基因组内容之一,是近期发展起来的新型边缘学科,是基因组学技术和成果在环境污染保护与控制和生态风险评价中的应用,在短短的几年时间内已渗透到环境科学研究的各个研究领域并发挥着日益重要的作用。环境基因组学不仅包含环境毒理基因组学的研究,还应包括在基因组水平上,筛选鉴定降解污染物的功能基因,利用DNA芯片等基因组技术检测环境污染和有害基因漂移以及生物修复与环境污染预警健康风险评价方面的研究。研究发现,二甲基砷酸能够引起细胞基因的改变,Eunju Kim等人的结果表明二甲基砷酸在皮肤里可能通过调节Bcl-2, Bad,和 caspase-12的表达诱导皮肤细胞凋亡[8]。
综所述上,砷的甲基化过程并不是解毒过程,二甲基砷酸致细胞凋亡、染色体改变、DNA损伤,具有细胞毒性和遗传毒性,其具体机制有待进一步探究。
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随着对基因组结构和功能研究的深入及基因芯片技术的发展,基因芯片技术也逐渐应用于研究药物的毒性作用及其作用机制。基因芯片技术也被称为DNA微阵列(DNAarray),寡核苷酸微芯片(oligonucleotidemicrochip)或寡核苷酸微阵列(oligonucleotidemicroarray)。它利用大规模集成的手段将千百万个DNA探针有规律地排列在固相支持物上,再将要研究的样品DNA/RNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光标记分子,然后在芯片上与探针杂交,通过共聚焦显微镜或电光倍增管进行激光诱导荧光扫描,并配合计算机系统对每个探针上的荧光信号进行比较和定量分析,从而获得样品中大量基因序列及表达的信息。其最显著的特点是高通量、高集成、多样化和自动化。根据用途的不同,基因芯片分类为基因表达芯片和基因测序芯片。与药物毒理学研究关系密切的为基因表达芯片。随着基因芯片技术的发展,从新药的筛选、毒理安全性评价到临床应用,基因芯片技术将成为贯穿整个药物毒理学研究的重要技术。
1寻找毒性作用标志物
安全性和有效性是药物的两大基本属性,而药物毒理学研究正是对药物的安全性进行研究,以观察药物是否具有毒性作用及其可能的作用机制。传统的毒理学实验方法测定指标针对性不强,反映的毒性靶点不确切,但基因芯片技术可以利用基因表达芯片,找出药物作用于机体后的表达差异基因,再对不同类型的药物所对应的基因表达谱进行分类总结,找出其特征性的表达规律。这样不同作用途径的化合物都可以找到其特有的标志基因。当积累足够多的基因表达图谱数据,就可以建立毒物的毒理效应数据库。这样,当对毒性作用不清的药物进行研究时,就可以将该药物的基因表达图谱与毒理效应数据库比对,从而找出其毒性作用靶点。特别是在药物致癌性的研究中,利用基因组学技术,建立与致癌性相关的标志基因数据库,就能很快的探测新的药物的致癌性,从而缩短致癌性研究周期。
Kazunari等利用基因芯片技术寻找致癌标志基因,从而建立短期的药物致癌性研究的生物鉴定系统。17种肝致癌性药物、8种其他器官致癌性药物及14种无致癌性药物处理大鼠肝癌细胞MH1C13d,分析肝致癌性药物及无致癌性药物组间、致癌药物及无致癌性药物组间及肝致癌性药物及其他致癌性药物组间基因表达的变化,寻找到药物肝致癌作用标记基因。毒理学家通过寻找出来的某种特定毒性作用的标志基因或生物标志物将药物进行分类,如有致癌性药物和无致癌性药物、有遗传毒性和无遗传毒性药物、有肝毒性作用无肾毒性作用药物和肝肾毒性均有的药物等等,以便更好的对药物的作用特点进行研究。vanDelft等分析了16种药物的基因表达图谱,找出具有遗传毒性和不具有遗传毒性的致癌药物的表达差异基因,并验证了6种致癌药物有无遗传毒性。在建立了毒性作用的标记基因的基础上通过进一步建立合适的生物模型系统,便可通过基因表达谱变化来反映药物对人体的毒性。并且也可以将与毒性作用相关联的差异表达基因编码的功能蛋白作为毒性作用标志物,用于监控及指导临床用药。Sul等将大鼠分别暴露于正常空气及含有5×10−6、1×10−5的甲醛的空气中,连续2周,每天6h,每周5d。取肺组织进行基因差异表达分析,研究发现21个表达差异的基因,其中上调基因2个,下调基因19个,其中羟甲基胆汁合酶、谷胱甘肽还原酶、碳酸苷酶2、利纳肽受体3、跨膜酶体关联蛋白5等9个基因被定量RT-PCR确定,希望能作为甲醛引起的人类相关病变的潜在生物标记物。Rokushima等通过静脉给予头孢噻啶后分析Fischer344大鼠肾基因表达图谱,找出具有时间、剂量依赖关系的差异表达基因,发现肾损伤分子-1(kim-1)可以作为头孢类抗菌素肾损伤的监测指标。
2药物毒性作用机制
目前,明确药物的毒性作用机制已经成为新药风险评估的一个主要部分。采用传统的分子生物学技术对药物进行毒理学研究,虽然能对药物的部分毒理机制进行研究,但一次仅能检测部分毒性作用产物的量、个别酶活性变化及个别基因表达变化,不能反映药物整体的毒性作用。而基因芯片可同时检测数千个基因对药物的反应,具有一次检测信息量大、快速、高效、准确、灵敏度高等优点,而且Waring和连冬生等发现具有相似毒性机制的化合物所获得的基因表达谱具有相似性,因而,基因芯片技术技术逐渐成为研究药物毒性作用机制的有效方法之一,在药物毒理机制的研究中的应用也越来越广泛。
近年,具有肝毒性、肾毒性等常见毒性作用的药物毒性机制研究较多,国内外应用基因组学技术进行药物肝、肾毒性作用机制等研究也常有报道,形成了较为丰富的肝、肾毒性基因差异表达图谱数据。Waring等和高利宏等均对肝、肾毒性基因差异表达图谱数据进行聚类分析,根据不同的肝、肾毒性作用机制对药物的基因表达图谱进行分类,使新药的肝、肾毒性作用机制研究更加确切。Akira等利用基因组学技术进行三氧化二砷(As2O3)肾毒性的作用机制研究,发现73个差异表达基因,通过分析,发现其肾毒性作用与HMOX1基因(编码血红素加氧酶)表达增加和活性氧族增加导致的细胞毒性有关,并且其细胞毒性作用可被α-类脂酸和活性氧族抑制剂等抑制。施畅等利用大鼠和人的全基因组芯片,分析Bay41-4109对大鼠肝脏和人肝细胞基因表达谱的影响,结果显示引起大鼠肝脏发生差异表达的基因有41个,显示Bay41-4109的肝毒性与药物代谢酶表达异常以及脂肪能量代谢异常有关。而耳毒性、脑毒性、免疫毒性等毒性作用也有国内外毒理学家进行研究,但报道相对较少。陈平等采用基因表达谱芯片对大剂量水杨酸盐注射后的大鼠耳蜗和正常耳蜗进行基因差异表达分析,研究水杨酸盐所致的耳聋和耳鸣等耳毒性的分子机制。结果显示表达上调2倍以上的基因和表达序列标签(expressedsequencetags,ESTs)有42个,下调2倍以上的有49个。这些基因编码通道蛋白、信号分子、转录因子、细胞因子和各种酶类,也有许多功能未知基因,表明水杨酸钠影响各种离子通道和突触蛋白基因。洪岩等应用基因芯片技术观察As2O3对小鼠小脑组织氧化还原相关酶基因表达谱的影响。与对照组比较,染砷组中差异表达2倍以上的基因有18条,显示As2O3对小鼠小脑的氧化还原相关酶基因表达谱具有明显的影响,提示这些小脑氧化还原相关酶基因很可能是砷的神经毒作用的靶点。目前,国外毒理学家也逐渐应用基因组学技术进行遗传毒性、致癌性等特殊毒性的作用机制研究。
3发现药物潜在的毒性
对药物进行毒性安全评价,是药物筛选过程中十分重要的一个环节。目前药物毒理学研究多通过大量的动物实验来确定药物的潜在毒性,这种方法测定指标固定,需要依赖病理组织学检查,毒性作用容易出现假阴性。基因芯片技术可将药物毒性与基因表达特征联系起来,通过基因表达分析确定药物毒性,使得药物毒性或不期望出现的效应在临床试验前得以确认。而且,基因芯片可以在一个实验中同时对成千上万个基因的表达情况进行分析,可以反映药物对动物整体基因表达的影响,从而发现常规毒理试验测定指标中难以发现的毒性作用。在药物的早期研发过程中,利用基因芯片技术对药物的有效性及作用机制进行确认时,由于基因芯片能反映机体整体基因对药物的应激作用,根据统计分析,找出有显著差异表达的基因,分析其药理作用相关基因及毒理作用相关基因,对于药效剂量水平下药物的潜在毒性也能发现。Kiela和杨义强等在研究印度齿叶乳香树BoswelliaserrataRoxb的提取物时发现该药高剂量不仅不改善肠炎的症状,而且利用基因芯片分析肝脏基因的表达谱时发现,高剂量组中与脂质代谢相关的大量基因表达失调,表明高剂量给药时,该药具有肝毒性。
在针对药物某个特定的毒性作用进行机制研究时,利用基因芯片技术做基因表达分析,在发现该毒性的机制时,同样也能发现该药是否具有其他的潜在毒性作用,为进一步研究该药的毒性作用指明方向。
4混合药物中相互作用方式和机制
含有不同种类及比例的药物混合可产生协同、相加或拮抗等毒性效应。利用基因芯片技术可将在混合药物作用下的基因表达改变与在单一毒物作用下的基因表达比较,观察基因表达差异,其毒理效应是否大于、小于或等于单一毒物的毒理效应,并可以根据药物混合产生的协同、相加或拮抗等毒性效应来指导临床用药。药物混合产生毒性作用协同或相加,则表明这种混合会增加药物毒性,临床应禁止混合药物中的联合用药;药物混合产生毒性作用拮抗,则表明混合药物中某种或几种药物对其中的具有毒性作用的药物具有减毒作用,可以用来治疗该药物引起的毒性作用。Mandimika等研究了α-查茄碱、α-龙葵碱以及α-查茄碱–α-龙葵碱不同比例(2.8∶1、1.7∶1)对人肠细胞株Caco-2基因表达的影响,并结合乳酸脱氢酶(LDH)的变化,分析α-查茄碱、α-龙葵碱相互作用的关系及机制。
发现在α-查茄碱–α-龙葵碱为1.7∶1时具有协同作用。Kim等亦从基因表达谱的整体水平探讨14种化合物及1种混合物对大肠杆菌基因表达的不同影响。
5进行高通量筛选新药毒性
现在药物毒性安全评价研究多通过啮齿类、犬和猴等动物模型来确定药物的潜在毒性,分为急性毒性试验、长期毒性试验、特殊毒性试验、致癌性试验等。急性毒性试验仅能筛选出毒性作用较强的药物,而长期毒性试验、特殊毒性试验、致癌性试验等需要使用大剂量的药物,试验周期长、费用高,不利于新药的前期筛选。而基因组学技术的高敏感、高信息量优越性,使其在新药筛选中的应用越来越广泛。利用基因芯片技术,从体外模型系统中,可以快速分析待测药物对基因表达谱的影响,就能在药物研发的早期阶段很方便地鉴别出药物的药理作用及其毒理作用。这种方法用药量少、周期短,可以同时对多种药物进行分析,减少实验动物的使用,从而节省动物、人力、财力、物力和时间。
Kazunari等用17种肝致癌性药物、8种其他器官致癌性药物及14种无致癌性药物处理大鼠肝癌细胞MH1C1,基因表达图谱分析,找到致癌标志基因,从而建立短期的药物致癌性研究的生物鉴定系统。并利用该系统进行了另外9种样品的致癌性检测,准确率达到88.9%。
6毒性作用与基因多态性相关性研究
不同的物种,由于基因的不同,对同一药物的反应也不同。利用基因芯片技术可对单个或多个药物进行分析,推断药物对不同生物的毒性可比性,找出敏感动物或敏感基因,并为将其作用外推到人提供依据。Sano等利用基因芯片技术,分析三氯乙烯诱导的肝毒性引起的基因表达变化在小鼠及大鼠之间的种属差异,以便进一步研究三氯乙烯对人的肝毒性的作用与不同基因的关系。结果发现三氯乙烯对小鼠的TGF-β通路和蛋白激酶信号通路有影响,而对大鼠则无显著性影响。在人类基因组中,平均每1000bp就有一个单核苷酸多态,若这种碱基的多态性出现在调控毒性反应的基因上,将会影响个体对药物的耐受性或易感性,甚至有少数人表现为对某些药物毒性作用具有“高敏感性”。因此,基因的多态性与药物毒性作用强度之间存在一定关联。根据不同人群对同一药物的反应不同,利用基因芯片技术将人群快速分群,寻找对该药物毒性作用敏感的基因。Komissarova等发现不同人提供的淋巴母细胞对亚砷酸盐的毒性作用具有不同的敏感性,他们通过比较砷敏感的2种淋巴母细胞和砷抗性的两种淋巴母细胞的基因表达图谱,发现γ-谷氨酰转肽酶和人B细胞κ轻肽基因增强子核因子抑制因子ε(Nfkbie)在砷抗性的淋巴母细胞中表达增加,提示γ-谷氨酰转肽酶和Nfkbie可能可以作为砷遗传敏感性的生物标记物,并且这一方法同样适用于别的药物。
7提高药物研究的成功率
研究药物的毒性作用与基因多态性的关系,能提高药物研究的成功率,减少不必要的药物淘汰。有些药物虽然效果很好,但对一部分人不良反应太大而不得不被淘汰。若是研究出该药对某些基因组患者有效,而对另一些基因组患者无效或有不良反应,然后在用药前先对患者用基因芯片诊断,就能对一部分患者进行很好的治疗,另一部分患者可以改用他药。这样该药就会继续发挥作用而不必被淘汰。而且利用基因芯片技术进行药物基因组学的研究,根据遗传差异对患者分型,从而进行新药临床试验,能够减少试验人数而得到统计学结果,从而降低费用和时间。
8结语
在传统的药物毒理安全性评价研究中,采用常规动物模型的方法居多,动物选择范围有限,以大鼠、比格犬、猴居多,与人的遗传背景差异较大,不能很好的反映药物在人体上的作用;而且存在试验周期长、药物用量大、容易出现毒性作用假阴性等缺点。随着分子生物技术水平的发展,药物毒理学评价研究的方向逐步转向使用遗传背景与人更相似的动物,如转基因动物;在基因水平、分子水平、细胞水平等不同层次研究药物对机体的影响;对药物进行早期、高通量的毒理筛选;增加测定指标,重点进行药物对心、肝、肾等主要器官的毒性早期观测;寻找人类药物不良反应的关联基因及关联因素等方向,而基因芯片技术的成熟进一步推动了药物毒理学研究的发展。